¿Qué capacidad tienen los materiales fotocatalíticos de reducir la contaminación?

Un proyecto europeo analizará la eficiencia de estos materiales y elaborará una guía que sirva de orientación a gestores y administraciones sobre el papel que podrían tener dentro de las políticas y estrategias de mejora de la calidad del aire.

El proyecto LIFE MINOx-STREET (Monitoring and modelling NOx removal efficiency of photocatalytic materials: a strategy for urban air quality management), recientemente aprobado por el Instrumento europeo Financiero para el Medio Ambiente LIFE+ 2012, evaluará la eficiencia a escala urbana de los materiales fotocatalíticos empleados para reducir la contaminación atmosférica.

El proyecto evaluará las propiedades de un conjunto de materiales fotocatalíticos y llevará a cabo una compleja caracterización experimental para estimar la capacidad a escala real que tienen los materiales comerciales para reducir las concentraciones de los óxidos de nitrógeno (NOx) presentes en atmósferas urbanas. Asimismo se desarrollará un prototipo de modelo numérico, basado en modelos de street-canyon, y validado en condiciones reales, que reproduzca adecuadamente la dinámica y la química atmosférica de atmósferas urbanas.

Como producto final se elaborará una guía que sirva de orientación a gestores y administraciones sobre el papel que podrían tener estos materiales dentro de las políticas y estrategias de mejora de la calidad del aire, presentando un riguroso análisis coste/beneficio asociado a su implementación y a las necesarias condiciones de uso y mantenimiento.

Dióxido de titanio

La base científica del proceso de oxidación fotocatalítica (Photocatalytic Oxidation, PCO) por el que la presencia de fotocatalizadores activa las reacciones de oxidación en presencia de luz natural o artificial se conoce desde hace décadas.

En los últimos años, numerosas investigaciones han promovido distintas aplicaciones medioambientales, concretamente la utilización de fotocatalizadores como el dióxido de titanio (TiO2) en materiales que se utilizan comúnmente en la construcción y han pasado a denominarse, más genéricamente, materiales fotocatalíticos.

Está demostrado que estos materiales, cuando están en contacto con el aire ambiente y en presencia de luz, activan la oxidación de ciertos contaminantes atmosféricos transformándolos en otros y eliminándolos del aire, por lo que son potenciales reductores de la contaminación atmosférica y además poseen propiedades autolimpiadoras.

Recientemente, la tecnología PCO se ha utilizado en numerosas ciudades de Japón, China, Estados Unidos o Europa, para disminuir la contaminación atmosférica por óxidos de nitrógeno (NOx), pero los datos de reducción de NOx que se han publicado varían ostensiblemente de unas experiencias a otras, por lo que quedan todavía numerosas incógnitas pendientes de resolución asociadas a la eficiencia de la aplicación a escala real de estos materiales.

Caracterización de los materiales

LIFE MINOx-STREET es un proyecto de demostración que llevará a cabo una compleja caracterización experimental para estimar la capacidad a escala real que tienen los materiales fotocatalíticos comerciales para reducir las concentraciones de los NOx presentes en atmósfera urbana.

Estos materiales, cuando están en contacto con el aire ambiente y en presencia de luz, activan la oxidación de ciertos contaminantes atmosféricos transformándolos en otros y eliminándolos del aire, por lo que son potenciales reductores de la contaminación atmosférica y además poseen propiedades autolimpiadoras.

Adicionalmente, desarrollará un prototipo matemático consistente en un modelo de dispersión a escala urbana que permitirá estimar la concentración de NOx en diferentes entornos urbanos, antes y después de la posible implementación de los materiales fotocatalíticos, y evaluar así la posible efectividad de esta estrategia de control y el interés de su inclusión en los planes de calidad del aire en distintos escenarios urbanos con problemas de contaminación atmosférica.

LIFE MINOx-STREET evaluará el amplio espectro comercial existente de materiales fotocatalíticos diseñados para diferentes aplicaciones en entornos urbanos, sometiéndolos a ensayos exhaustivos y rigurosos, tanto de sus propiedades mecánicas y de durabilidad como fotocatalíticas. Investigará, asimismo, el cambio en la actividad fotocatalítica y las modificaciones fisicoquímicas derivadas de procesos de envejecimiento, desgaste y ensuciamiento, así como la regeneración de éstos materiales por lavado con objeto de optimizar los necesarios protocolos de mantenimiento.

A partir de los resultados obtenidos se realizará una selección final de aquellos materiales que se consideren óptimos y que, posteriormente, serán implementados en distintos tipos de áreas o mobiliario urbano en el municipio de Alcobendas (Madrid).

Efecto sumidero

La realización de campañas de medida mediante sistemas experimentales diseñados ad hoc permitirá evaluar y caracterizar el efecto sumidero de NOx sobre superficies fotocatalíticas en ambiente exterior y el comportamiento de la atmósfera en respuesta a la presencia de materiales fotocatalíticos en éstos emplazamientos urbanos.

Durante las campañas de medida se obtendrán, además, datos concluyentes sobre la presencia de partículas de TiO2 en el aire ambiente de las zonas tratadas y su potencial efecto y se valorará la importancia de los niveles de nitratos producidos en los lixiviados procedentes del lavado de la calzada tratada con material fotocatalítico.

El proyecto LIFE MINOx-STREET tendrá una duración de cuatro años (2013-2017) y será coordinado por INECO, contando con el CIEMAT, CEDEX y el Ayuntamiento de Alcobendas como socios.

Fuente:
madri+d